DE19616525A1 - Werkzeug zur materialabtragenden Bearbeitung optischer Werkstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur materialabtragenden Be­ arbeitung optischer Werkstoffe, insbesondere zur Ausbildung der optisch wirksamen - sphärischen und torischen - Flächen von Brillen­ gläsern oder Linsen aus Kunststoffmaterial, durch Fräsen,

• - bei welchem am vorderen freien Ende eines Schaftes ein Messer­ kopf mit einer mindestens teilweise kugelig gestalteten Mantel­ fläche ausgebildet ist,
• - und bei welchem zumindest der Bereich der kugelig gestalteten Mantelfläche des Messerkopfes wenigstens abschnittsweise mit dem Schneidwerkstoff bestückt ist.

Solche Werkzeuge kommen in Maschinen zur materialabtragenden Be­ arbeitung optischer Werkstoffe zum Einsatz, mit denen die Herstel­ lung von Optikteilen, insbesondere von Brillengläsern durch Fräs­ und/oder Schleif- oder Polierprozesse möglich ist.

Derartige Maschinen umfassen

• - einen Spindelstock mit einer rotierenden Spindel, auf deren freien Ende ein Werkstückträger für einen Optikkörper, z. B. eine Blockspannvorrichtung für einen Linsenrohling, sitzt,
• - einen Antriebskopf mit einer schnellaufenden Spindel für die Aufnahme des Bearbeitungswerkzeuges, bspw. eines gattungs­ gemäßen Fräsers,
• - zwei Supporte oder Schlitten, die relativ zueinander und zu einem Grundgestell in einem rechtwinkligen oder kartesischen Koordinatensystem verstellbeweglich angeordnet sind,
• - einen Winkelsupport, mit dem das Bearbeitungswerkzeug relativ zum Werkstückträger und/oder Optikkörper in die Bearbeitungs­ positionen bringbar ist,
• - wobei durch die im Koordinatensystem verstellbaren Supporte oder Schlitten das Bearbeitungswerkzeug gegen das Werkstück bzw. den Optikkörper an- und zustellbar ist,
• - wobei einer der Supporte oder Schlitten in Richtung der bzw. parallel zur Drehachse von Spindel und Werkstückträger des Spindelstockes verstellbar und der andere Support oder Schlit­ ten quer zur Drehachse von Spindel und Werkstückträger des Spindelstockes verstellbar ausgerichtet ist,
• - und wobei die zu einer durch beide Koordinaten des Koordinaten­ systems geführten Ebene parallele Achsebene des Antriebskopfes und des Bearbeitungswerkzeuges mit der Drehachse der Werkstück­ träger-Spindel des Spindelstocks zusammenfällt.

Eine Maschine dieser Art ist zusammen mit einem Verfahren und einem System zum Oberflächenbearbeiten und Kantenbeschneiden eines Bril­ lenglasrohlings bereits in der DE 41 35 306 A1 offenbart. Sie benutzt zur Oberflächenbearbeitung der Brillenglasrohlinge auch bereits einen mit einem Kugelkopf ausgestatteten Fräser.

Der DE 41 35 306 A1 ist zu entnehmen, daß die unter Benutzung des Kugelkopfwerkzeuges gefrästen, optisch wirksamen Flächen des Bril­ lenglases in einem zweiten Arbeitsgang und unter Benutzung eines anderen Werkzeuges zunächst geschliffen werden müssen, bevor es anschließend möglich ist, sie in einem dritten Arbeitsgang und unter Einsatz noch anderer Werkzeuge zu polieren.

Es liegt auf der Hand, daß ein solcher Herstellungsprozeß für Brillengläser oder Linsen sehr umständlich und zeitaufwendig ist.

Das Ziel der Erfindung geht deshalb dahin, den Herstellungsprozeß für Brillengläser und Linsen, insbesondere für solche aus Kunst­ stoffmaterial, zu vereinfachen und zu verkürzen, also auch zu verbilligen. Deshalb ist es Erfindungsaufgabe, ein Werkzeug der anfangs spezifizierten Art anzugeben, welches für ein gleichzeitiges Vor- und Fertigfräsen optisch wirksamer - sphärischer und torischer - Flächen von Brillengläsern oder Linsen geeignet ist, also die Erzeugung polierfähiger Flächen ermöglicht.

Gekennzeichnet ist ein solches Werkzeug nach der Erfindung dadurch, daß

• - als Schneidwerkstoff mindestens ein Schrupp-Messerblock bzw. eine Schrupp-Messerplatte aus Hartmetall vorgesehen ist,
• - darüber hinaus und rotationswinkelversetzt zum Schrupp-Messer­ block bzw. zur Schrupp-Messerplatte ein diamantbestücktes Feinschlichtmesser vorgesehen ist,
• - das Feinschlichtmesser dem Schrupp-Messerblock bzw. der Schrupp-Messerplatte in Rotationsrichtung des Messerkopfes nachlaufend eingebaut ist, und
• - dabei die Wirkschneide des Feinschlichtmessers der Wirkschneide des Schrupp-Messerblocks bzw. der Schrupp-Messerplatte um ein Maß in der Größenordnung zwischen 0,01 und 1,0 mm, vorzugsweise von etwa 0,05 mm vorgelagert ist.

Obwohl es für die Erzielung optimaler Arbeitsergebnisse völlig ausreicht, das Werkzeug jeweils nur mit einem Schrupp-Messerblock bzw. einer Schrupp-Messerplatte und einem Feinschlichtmesser zu bestücken, kann es sich für viele Fälle als zweckmäßig erweisen, wenn zwei Schrupp-Messerblöcke bzw. Schrupp-Messerplatten und ein Feinschlichtmesser in Umfangsrichtung des Messerkopfes verteilt angeordnet sind, bspw. mit gleichmäßigen Winkelabständen vonein­ ander. Die Erfindung sieht vor, daß jeder Schrupp-Messerblock bzw. jede Schrupp-Messerplatte in einer sekantial zum Krümmungsbogen der kugelig gestalteten Mantelfläche ausgerichteten Tasche des Messer­ kopfes aufgenommen ist, und dabei die in Rotationsrichtung des Messerkopfes vorlaufende Begrenzungsfläche dieser Tasche auf einer durch die Rotationsachse des Werkzeuges gehenden Radialebene liegt.

Das Feinschlichtmesser sollte erfindungsgemäß aus einem Stabkörper bestehen, der in einen querschnittskonformen Kanal des Messerkopfes eingesetzt ist, wobei die Längsachse des Kanals und des Stabkörpers Deckungslage mit einem latenten Kegelmantel hat, dessen Spitze im Kugelzentrum zur kugelig gestalteten Mantelfläche liegt, während dessen Basis sich normal zur Rotationsachse des Messerkopfes er­ streckt, sowie eine Arbeitsebene der die kugelig gestaltete Mantel­ fläche überragenden Schrupp-Messerplatte und des Feinschlichtmessers bildet, die mit Abstand oberhalb der freien Endfläche der Kugel­ schicht liegt.

Bevorzugt wird eine Bauform des Werkzeuges, bei der erfindungsgemäß die kugelig gestaltete Mantelfläche aus einem mit der Rotationsachse des Werkzeuges fluchtenden Kugelschichtabschnitt besteht.

Als vorteilhaft hat es sich erfindungsgemäß auch erwiesen, wenn der sekantiale Boden der Tasche eine an die Mantellinie des latenten Kegelmantels gelegte Gerade in Normalrichtung bzw. rechtwinklig schneidet und wenn der Schrupp-Messerblock bzw. die Schrupp-Messer­ platte am Boden der Tasche ausrichtbar sowie gegen die vorlaufende Begrenzungsfläche der Tasche verspannbar ist. Der Stabkörper des Feinschlichtmessers ist im Kanal des Messerkopfes axial, z. B. mittels einer Stützschraube, über die kugelig gestaltete Mantel­ fläche vorstellbar, sowie quer zu seiner Längsachse in diesem festspannbar vorgesehen.

Ein Werkzeug, das die vorstehend angegebenen Erfindungsmerkmale aufweist, läßt sich besonders vorteilhaft bei einer Maschine zur materialabtragenden Bearbeitung optischer Werkstoffe benutzen, wenn bei dieser

• - der Winkelsupport mit dem Antriebskopf und dem Bearbeitungs­ werkzeug um eine Achse gesteuert schwenkverstellbar angeordnet ist, die sich im rechten Winkel zu der durch beide Koordinaten des Koordinatensystems geführten Ebene erstreckt,
• - diese Schwenkverstell-Achse in ständiger Flucht- bzw. Deckungs­ lage mit einem Mittelpunkt (Zentrum) zum Schneidenverlauf des Bearbeitungswerkzeuges um die Spindeldrehachse des Antriebs­ kopfes gehalten,
• - und diese Schwenkverstell-Achse sich zugleich auch ständig im rechten Winkel zur Spindeldrehachse des Antriebskopfes bzw. Bearbeitungswerkzeuges erstreckt
• - wobei außer dem Antriebs- bzw. Stellmotor der Werkzeugträger-Spindel und den Stellmotoren für die beiden Supporte oder Schlitten auch noch ein weiterer Stellmotor für die Schwenkver­ stell-Achse des Winkelsupport in rechnergesteuerter Verbindung mit einem Servoregler steht.

Hierdurch ist erreichbar, daß der Fräsprozeß zur Ausbildung der optisch wirksamen Flächen an den Optikkörpern, insbesondere an den Linsenrohlingen für Brillengläser, mit einer Präzision stattfindet, die nur noch einen nachfolgenden Polierprozeß notwendig macht und diesen sogar noch erheblich verringert bzw. minimiert.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeuges zur materialabtragenden Bearbeitung optischer Werkzeuge ausführlich erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 in räumlicher Ansichtsdarstellung von unten ein zum gleichzeitigen Vor- und Fertigfräsen der optisch wirk­ samen - sphärischen und torischen - Flächen von Brillen­ gläsern oder Linsen,

Fig. 2 das Werkzeug nach Fig. 1 in Pfeilrichtung 11 betrachtet,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und in Hauptansicht eine zum Werkzeug der Fig. 1 und 2 gehörende und austauschbar in dieses einzusetzende Schrupp-Messerplatte,

Fig. 4 in Seitenansicht und größerem Maßstab ein zum Werkzeug nach den Fig. 1 und 2 gehörendes und in dieses aus­ tauschbar einzusetzendes Feinschlichtmesser, während die

Fig. 5a, 5b, 5c ein Werkzeug nach den Fig. 1 und 2 in drei verschie­ denen Bearbeitungspositionen an ein und derselben Linse für ein Brillenglas wiedergeben, die aus einem Linsenroh­ ling herauszuarbeiten ist.

In den Zeichnungen ist ein Werkzeug 1 dargestellt, das als Fräser ausgelegt ist und zur materialabtragenden Bearbeitung der optisch wirksamen - sphärischen und torischen - Flächen Brillengläsern oder Linsen eingesetzt werden kann. Wichtig ist dabei, daß mit Hilfe dieses Werkzeuges 1 das gleichzeitige Vor- und Fertigfräsen von Brillengläsern oder Linsen aus Kunststoffmaterial stattfinden kann.

Bei diesem Werkzeug 1 schließt sich an das untere Ende eines Schaf­ tes 2 ein Messerkopf 3 einstückig an, der mit einer mindestens teilweise kugelig gestalteten Mantelfläche 4 versehen ist. Diese kugelig gestaltete Mantelfläche 4 ist Teil eines Kugelschicht­ abschnitts 5, zu dem das Kugelzentrum 6 auf der Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges 1 liegt. Die Längsachse zum Kugelschichtabschnitt 5 hat also Fluchtlage mit der Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges 1. Damit ist klar, daß eine Kreisfläche des Kugelschichtabschnitts 5 die freie Endfläche 9 des Messerkopfes 3 bildet und daß diese dabei normal zur Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges 1 orientiert ist. Ferner ist klar, daß der Messerkopf 3 eine annähernd vollständige Kugelgestalt hat. Er kann aber auch im wesentlichen kegelstumpf­ förmig gestaltet sein und lediglich im Bereich seines freien Endes mit einem Kugelschichtabschnitt 5 und dessen kugelig gestalteter Mantelfläche 4 versehen werden.

Ein Wesensmerkmal des Werkzeuges 1 liegt darin, daß dieses im Bereich der kugelig gestalteten Mantelfläche 4 seines Messerkopfes 3 wenigstens abschnittsweise mit Schneidwerkstoff bestückt ist, wobei sich dessen Schneiden im wesentlichen quer zur Rotationsachse 7-7 der Schnittbewegung des Werkzeuges 1 entlang der Mantelflächen­ krümmung des Kugelschichtabschnitts 5 erstrecken.

Als Schneidwerkstoff ist mindestens eine Schrupp-Messerplatte 10 bzw. ein Schrupp-Messerblock aus Hartmetall, vorzugsweise polykri­ stallinem Diamantwerkstoff (PKD), vorgesehen. Zusätzlich ist aber auch noch ein mit Diamant bestücktes Feinschlichtmesser 11 vorhan­ den, welches eine rotationswinkelversetzte Anordnung zur Schrupp-Messerplatte 10 hat. Besonders der Fig. 1 läßt sich entnehmen, daß bei dem dort gezeigten Werkzeug 1 Schrupp-Messerplatte 10 und Feinschlichtmesser 11 in Rotationsrichtung mit einem Winkelabstand voneinander vorgesehen sind, welcher 180° beträgt.

Abweichend vom Ausführungsbeispiel eines Werkzeuges 1 nach Fig. 1 ist es auch möglich, mehr als eine Schrupp-Messerplatte 10 bzw. mehr als einen Schrupp-Messerblock vorzusehen. So kann es sich als sinnvoll erweisen, zwei Schrupp-Messerplatten 10 bzw. Schrupp-Messerblöcke und ein Feinschlichtmesser 11 in Umfangsrichtung des Messerkopfes 3 - gleichmäßig - verteilt im Bereich der kugelig gestalteten Mantelfläche 4 vorzusehen.

In jedem Falle ist es wünschenswert, das Feinschlichtmesser 11 der Schrupp-Messerplatte 10 bzw. den beiden Schrupp-Messerplatten 10 in Rotationsrichtung des Messerkopfes nachlaufend einzubauen, sowie seine Wirkschneide gegenüber der Wirkschneide der Schrupp-Messer­ platte(n) 10 um ein Maß in der Größenordnung zwischen 0,01 und 1,0 mm, vorzugsweise von etwa 0,05 mm in Richtung der Vorschubbewegung des Werkzeuges 1 vorzulagern.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Bestückung des Werkzeugs 1 mit Schneidwerkstoff einen erheblichen Vorteil zeitigt. Durch ein und denselben Arbeitsgang, also simultan, kann ein Vor- und Fertigfräsen der optisch wirksamen - sphärischen und torischen - Fläche von Brillengläsern oder Linsen zumindest dann erreicht wird, wenn es sich bei dem optischen Werkstoff um Kunststoffmaterial handelt. Der sonst übliche Schleifprozeß der optisch wirksamen Flächen ist hier nicht mehr nötig. D.h., durch das gleichzeitige Vor- und Fertig­ fräsen erhalten die optisch wirksamen Flächen der Brillengläser oder Linsen eine solche Präzision, daß lediglich noch der abschließende Polierprozeß zusätzlich vorgenommen werden muß.

Jede Schrupp-Messerplatte 10 bzw. jeder Schrupp-Messerblock wird in einer sekantial zu der in Richtung der Rotationsachse 7-7 ver­ laufenden Krümmungsrichtung der kugelig gestalteten Mantelfläche 4 im Messerkopf 3 ausgerichteten Tasche 12 aufgenommen. Dabei liegt die in Rotationsrichtung des Messerkopfes 3 jeweils vorlaufende Begrenzungsfläche 13 dieser Tasche 12 auf einer durch die Rotations­ achse 7-7 gehenden Radialebene, wie das deutlich in Fig. 1 gezeigt ist. Die Lage bzw. der Verlauf der Tasche 12 im Messerkopf 3 ist auch in Fig. 2 erkennbar, wobei dort auch die Unterbringung der Schrupp-Messerplatte 10 bzw. des Schrupp-Messerblocks innerhalb dieser Tasche 12 zu erkennen ist.

Die Gestalt bzw. Umrißform der Schrupp-Messerplatte 10 bzw. des Schrupp-Messerblockes in Richtung quer zur Schnittbewegung des Werkzeuges 1 ist in stark vergrößertem Maßstab der Fig. 3 zu entnehmen. Dabei ist in voll ausgezogenen Linien eine Bauform und in strichpunktierten Linien eine zweite mögliche Bauform wiedergege­ ben.

In Fig. 1 ist erkennbar, daß das Feinschlichtmesser 11 aus einem Stabkörper besteht, welcher in einen querschnittskonformen Kanal 14 des Messerkopfes 3 eingesetzt und in diesem festgehalten und geführt wird. Dabei ist in Fig. 2 der Zeichnung erkennbar, daß die Längsachse 15-15 des Kanals 14 und somit auch diejenige des Fein­ schlichtmessers 11 Deckungslage mit einem latenten Kegelmantel hat, dessen Spitze im Kegelzentrum 6 zur kugelig gestalteten Mantelfläche 4 liegt, während dessen Basis sich normal zur Rotationsachse 7-7 des Werkzeugs 1 erstreckt sowie eine Ebene 16-16 zur kugelig gestal­ teten Mantelfläche 4 bzw. innerhalb des Kugelschichtabschnitts 5 bildet. Bevorzugt fällt die Ebene 16-16 mit der Haupt-Arbeitsebene von Schrupp-Messerplatte 10 und von Feinschlichtmesser 11 zusammen.

Erwähnenswert ist auch noch, daß der dem Kugelschichtabschnitt 5 zugehörige latente Kegelmantel vorteilhaft eine Neigungslage gegen die Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges 1 haben kann, die etwa 50° beträgt und sich somit etwa unter einem Winkel von 40° relativ zur Basis dieses Kegelmantels, also zur Ebene 16-16 erstreckt.

Der sekantial zu dem - einer Ebene durch die Rotationsachse 7-7 folgenden - Krümmungsbogen der kugelig gestalteten Mantelfläche 4 verlaufende Boden 17 der Tasche 12 schneidet eine an die Mantellinie des latenten Kegelmantels gelegte Gerade in Normalrichtung bzw. rechtwinklig, wie das aus Fig. 2 der Zeichnung hervorgeht. Am Boden 17 der Tasche 12 ist die Schrupp-Messerplatte 10 bzw. der Schrupp-Messerblock so ausrichtbar, daß der Verlauf seiner Schneide 20 exakt dem Krümmungsverlauf der kugelig gestalteten Mantelfläche 4 längs einer zur Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges 1 parallelen Ebene folgt. In jedem Falle wird dabei die kugelig gestaltete Fläche 4 von der Schneide 20 der Schrupp-Messerplatte 10 bzw. des Schrupp-Messerblockes überragt. Die Festlegung und Fixierung der Schrupp-Messerplatte 10 bzw. des Schrupp-Messerblocks in der Tasche 12 kann mit Hilfe einer geeigneten Klemmschraube vorgenommen werden, die in einer besonderen Gewindefassung des Messerkopfes 3 sitzt und mit einer geeigneten Fassung 22 in der Schrupp-Messerplatte 10 bzw. dem Schrupp-Messerblock zusammenwirkt. Auch eine Befestigung durch Löten ist in manchen Fällen möglich und sinnvoll.

Festgelegt werden kann das Feinschlichtmesser 11 innerhalb des Kanals 14 des Messerkopfs 3 mittels einer Klemmschraube, die in einer Gewindefassung sitzt und vorzugsweise auf eine am Umfang des Feinschlichtmessers 11 gelegene Stützfläche trifft, die in Fig. 4 der Zeichnung angedeutet ist. Es ist aber ebenfalls denkbar eine Lötbefestigung zu benutzen.

In Fig. 3 ist bezüglich einer Bauform der Schrupp-Messerplatte 10 bzw. des Schrupp-Messerblocks noch zu sehen, daß sich beidendig an die gekrümmt verlaufende Schneide 20 jeweils eine Abschrägung 28 bzw. 29 anschließen kann. Während die Winkellage der Abschrägung 28 so gewählt ist, daß diese bei in den Messerkopf 3 eingebauter Schrupp-Messerplatte 10 bzw. Schrupp-Messerblock schräg zur Mantel­ fläche 4 des Kugelschichtabschnitts 5 verläuft, hat die Abschrägung 29 eine Winkellage, bei der sie sich im Einbauzustand etwa parallel zur Endfläche 9 des Messerkopfes 3 erstreckt.

Wie mit einem Werkzeug der vorstehend anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Bauart unter Benutzung einer geeigneten Maschine in vorteilhafter Weise die materialabtragende Bearbeitung optischer Werkstoffe erfolgen kann, soll nachfolgend anhand der Fig. 5a, 5b und 5c der Zeichnung verdeutlicht werden. Es sind dort drei verschiedene Arbeitspositionen des gleichzeitig ein Vor- und Fertig­ fräsen ermöglichenden Werkzeuges 1 an ein und demselben Optikkörper 30 gezeigt. Zu erwähnen ist dabei, daß jede der Figuren und 5a bis 5c nicht nur den Werkstückträger 31 - der ansonsten nicht gezeigten Maschine - wiedergibt, sondern auch den Optikkörper 30 und das Werkzeug 1. Zu sehen ist auch der Messerkopf 3 mit dem Kugelzentrum 6 zu seiner kugelig gestalteten Mantelfläche 4, wobei das Kugelzen­ trum 6 mit der Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges zusammenfällt. Darüber hinaus ist aber auch außerordentlich wichtig, daß das Kugelzentrum 6 mit der Schwenkverstell-Achse B-B eines Winkelsupp­ orts der (nicht gezeigten) Maschine zusammenfällt. Damit kann das Bearbeitungswerkzeug 1 mit seiner Rotationsachse 7-7 auf einer Ebene um die Schwenkverstell-Achse B-B in weiten Grenzen, vorteilhaft über einen Winkel von 180°, winkelverlagert werden.

Es sei nun - unter Betrachtung der Fig. 5a bis 5c - angenommen, daß aus dem auf dem Werkstückträger 31 befestigten Optikkörper 30 eine Linse mit zwei optisch wirksamen Flächen, nämlich einer kon­ vexen Linsenfläche 32 und einer konkaven Linsenflächen 33 herausge­ arbeitet werden soll. Auch sei angenommen, daß es im dargestellten Beispiel dabei um die Herstellung der konkaven Linsenfläche 33 durch materialabtragende Bearbeitung des Optikkörpers 30 mit Hilfe des Werkzeuges 1 geht.

Bei der Durchführung dieser materialabtragenden Bearbeitung soll erreicht werden, daß der Messerkopf 3 des Werkzeuges 1 an jedem einzelnen durch die Rezept- bzw. Verschreibungsdaten vorgegebenen Bearbeitungspunkt (aus einer sehr großen Anzahl von Bearbeitungs­ punkten) möglichst immer mit dem gleichen Umfangslinienbereich 34 seines Kugelschichtabschnitts 5 zur Wirkung kommt. Das ist in jeder der Fig. 5a bis 5c durch den Schnittpunkt einer sich normal zur Rotationsachse 7-7 erstreckenden strichpunktierten Linie - der Ebene 16-16 - mit der Umfangsfläche des Kugelschichtabschnitts 5 angedeu­ tet.

Damit das Bearbeitungswerkzeug 1 diese Bedingungen immer, also unabhängig davon erfüllt, welcher Krümmungsbereich der konkaven Linsenflächen 33 augenblicklich von ihm bearbeitet wird, muß es mit seinem Messerkopf 3 ständig um dessen mit der Schwenkverstell-Achse B-B fluchtendes Zentrum 6 winkelverlagert werden. Diese Winkelver­ lagerung muß dabei so genau und gezielt über den (nicht gezeigten) Winkelsupport ausgesteuert werden, daß der z. B. mit der Ebene 16-16 vorgegebene Umfangslinien-Bereich 34-34 eine Tangente berührt, die sowohl am Krümmungsbogen des Kugelschichtabschnitts 5 als auch am Krümmungsbogen der konkaven Linsenfläche 33 anliegt. Welche unter­ schiedlichen Winkel lagen für die Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges 1 relativ zur Drehachse C-C des Optikkörpers 30 bzw. der aus diesem herauszuarbeitenden Linse dabei einzustellen sind, läßt ein Ver­ gleich der Fig. 5a bis 5c miteinander ohne weiteres erkennen.

Im Falle der Fig. 5a kann man unterstellen, daß das Werkzeug 1 mit dem Umfangslinienbereich 34-34 seines Kugelschichtabschnitts 5 auf denjenigen Arbeitspunkt der konkaven Linsenfläche 33 einwirkt, welcher mit dem Ursprungspunkt 0 ihrer optisch wirksamen Fläche zusammenfällt.

Im Falle der Fig. 5b hat das Bearbeitungswerkzeug 1 mit dem glei­ chen Umfangslinienbereich 34-34 hingegen einen Bearbeitungspunkt an der konkaven Linse 33 erreicht, welcher weit links von der Mitte und relativ nahe dem linken Begrenzungsrand der herzustellenden Linse liegt.

In Fig. 5c ist schließlich die Wirkstellung des Werkzeuges 1 nahe dem rechten Begrenzungsrand der fertigzustellenden Linse zu sehen, wobei auch dort der Kugelschichtabschnitt 5 des Werkzeuges 1 mit seinem Umfangslinien-Bereich 34-34 auf einen Bearbeitungspunkt nahe dem rechten Linsenrand einwirkt.

Die völlig unterschiedlichen Winkel lagen der Rotationsachse 7-7 des Werkzeuges 1 um die Schwenkverstell-Achse B-B bzw. den damit zu­ sammenfallenden Mittelpunkt 6 des Messerkopfs 3 lassen sich aus den Fig. 5a bis 5c deutlich entnehmen.

Bezugszeichenliste

1 Werkzeug
2 Schaft
3 Messerkopf
4 kugelig gestaltete Mantelfläche
5 Kugelschichtabschnitt
6 Kugelzentrum
7-7 Rotationsachse
9 Endfläche/kleinere Kreisfläche
10 Schrupp-Messerplatte/Schrupp-Messerblock
11 Feinschlichtmesser
12 Tasche
13 Begrenzungsfläche
14 Kanal
15-15 Längsachse
16-16 Arbeitsebene
17 Boden
20 Schneide
22 Fassung
24 Diamantbestückung
25 Schneide
27 Stützfläche
28 Abschrägung
29 Abschrägung
30 Optikkörper
31 Werkstückträger
32 konvexe Linsenfläche
33 konkave Linsenfläche
34-34 Umfangslinienbereich
B-B Schwenkverstell-Achse der Maschine
C-C Drehachse des Werkzeugträgers 31 der Maschine mit dem Op­ tikkörper 30

Claims (7)

1. Werkzeug (1) zur materialabtragenden Bearbeitung optischer Werkstoffe, insbesondere zur Ausbildung der optisch wirksamen - sphärischen und torischen - Flächen (33) von Brillengläsern oder Linsen, z. B. aus Kunststoffmaterial,

• - bei welchem am vorderen freien Ende eines Schaftes (2) ein Messerkopf (3) mit einer mindestens teilweise kugelig gestalteten Mantelfläche (4) ausgebildet ist,
• - und bei welchem zumindest der Bereich (5) der kugelig gestalteten Mantelfläche (4) des Messerkopfes (3) wenig­ stens abschnittsweise mit dem Schneidwerkstoff (10 und 11) bestückt ist,
  dadurch gekennzeichnet, daß
• - als Schneidwerkstoff mindestens eine Schrupp-Messerplatte (10) bzw. ein Schrupp-Messerblock aus Hartmetall vor­ gesehen ist,
• - darüber hinaus und rotationswinkelversetzt zur Schrupp-Messerplatte (10) bzw. zum Schrupp-Messerblock ein dia­ mantbestücktes Feinschlichtmesser (11) angeordnet ist,
• - das Feinschlichtmesser (11) der Schrupp-Messerplatte (10) bzw. dem Schrupp-Messerblock in Rotationsrichtung des Messerkopfes (3) nachlaufend eingebaut ist und
• - dabei die Wirkschneide (25) des Feinschlichtmessers (11) der Wirkschneide (20) der Schrupp-Messerplatte (10) bzw. des Schrupp-Messerblockes um ein Maß in der Größenordnung zwischen 0,01 und 1,0 mm, vorzugsweise von etwa 0,05 mm - in Vorschubrichtung - vorgelagert ist.

2. Werkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schrupp-Messerplatten (10) bzw. Schrupp-Messerblöcke und ein Feinschlichtmesser (11) in Umfangsrichtung des Messer­ kopfes (3) - vorzugsweise gleichmäßig - angeordnet sind.

3. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schrupp-Messerplatte (10) bzw. jeder Schrupp-Messer­ block in einer sekantial zum Krümmungsbogen der kugelig gestal­ teten Mantelfläche (4) ausgerichteten Tasche (12) des Messer­ kopfes (3) aufgenommen ist und daß dabei die in Rotations­ richtung des Messerkopfes (3) vorlaufende Begrenzungsfläche (13) dieser Tasche (12) auf einer durch die Rotationsachse (7-7) des Werkzeuges (1) gehenden Radialebene liegt.

4. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinschlichtmesser (11) aus einem Stabkörper besteht, der in einen querschnittskonformen Kanal (14) des Messerkopfes (3) eingesetzt ist, und daß dabei die Längsachse (15-15) des Kanals (14) und des Stabkörpers Deckungslage mit einem latenten Kegelmantel hat, dessen Spitze im Kugelzentrum (6) zur kugelig gestalteten Mantelfläche (4) liegt, während dessen Basis sich normal zur Rotationsachse (7-7) des Werkzeugs (1) erstreckt sowie eine Arbeitsebene (16-16) der die kugelig gestaltete Mantelfläche (4) überragenden Schrupp-Messerplatte (10) und des Feinschlichtmessers (11) bildet, die mit Abstand oberhalb der freien Endfläche (9) der Kugelschicht (5) liegt.

5. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelig gestaltete Mantelfläche (4) aus einem mit der Rotationsachse (7-7) des Werkzeuges (1) fluchtenden Kugel­ schichtabschnitt (5) besteht.

6. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sekantiale Boden (17) der Tasche (12) eine an die Mantellinie des latenten Kegelmantels gelegte Gerade in Normal­ richtung bzw. rechtwinklig schneidet, und daß die Schrupp-Messerplatte (10) bzw. der Schrupp-Messerblock am Boden (17) der Tasche (12) ausrichtbar sowie gegen die vorlaufende Begren­ zungsfläche (13) der Tasche verspannbar ist.

7. Werkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabkörper des Feinschlichtmessers (11) im Kanal (14) des Messerkopfes (3) axial, z. B. mittels eines Stützschraube, über die kugelig gestaltete Mantelfläche (4) vorstellbar sowie quer zu seiner Längsachse (15-15) in diesem fest spannbar ist.